UPS培訓基礎知識

1、UPS技術交流 - 基礎篇,艾默生網(wǎng)絡能源有限公司,UPS 基礎培訓,一、UPS 概 述,一、UPS 概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,UPS,UPS - Uninterrupted Power System 交流不間斷電源系統(tǒng),信息及網(wǎng)絡設備,蓄電池,市電,什么是UPS,什么是UPS,UPS: 利用電池化學能等作為后備能量，在市電斷電等電網(wǎng)故障時，不間斷地為用戶設備提供（交流）電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。,為您重要的設備 提供靈活且完善 的電源保護,電源線,電源線,網(wǎng)線,網(wǎng)線,通訊線,網(wǎng)絡總線,市電,柴油機,什么是UPS UPS系統(tǒng)組成,一個完備的UPS系統(tǒng)，是由UPS主機、電

2、池、市電（發(fā)電機)、后臺監(jiān)控 或網(wǎng)絡監(jiān)控軟/硬件等單元共同組成的。,UPS,計算機,監(jiān)控平臺,計算機,監(jiān)控平臺,一、UPS概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,為什么用UPS？電網(wǎng)問題,瞬態(tài)尖峰,頻率漂移,諧波失真,電網(wǎng),為什么用UPS？電網(wǎng)問題,一、UPS 概述,什么是UPS 為什么使用UPS UPS的功能,高可靠性不間斷供電 電網(wǎng)穩(wěn)壓、凈化功能 電池管理功能 智能監(jiān)控功能,UPS的四大功能,保證動力的連續(xù)性,高質(zhì)量供電、綠色電源,延長電池使用壽命,解決UPS維護問題,UPS 基礎培訓,二、UPS 原 理,二、UPS 原理,常見四種架構UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主

3、要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構,負載,逆變器,電池組,充電器,175264V,220410V,功率等級0.25-3KVA左右,后備式UPS的基本原理（一）,- 市電正常時，它向負載提供的是抽頭變壓器稍 加穩(wěn)壓處理的“低質(zhì)量”交流電，逆變器不工 作，蓄電池由獨立的充電器充電。 - 當市電超出規(guī)定范圍時，負載由繼電器轉(zhuǎn)為電 池逆變供電。,后備式UPS的基本原理（二）,負載,低通濾波器,逆變器/充電器,降壓繞組,升壓繞組,電池組,175264V,150175V,264276V,功率等級0.7-20KVA左右,互動式UPS的基本原理（一）,在線互動UPS與后備式比，主要區(qū)別在于：逆變器與充電器

4、合二為一，輸出通過變壓器的抽頭跳變，實現(xiàn)分段穩(wěn)壓。,互動式UPS的基本原理（二）,功率等級10-480KVA左右,負載,主變換器,電池組,Delta變換器,175264V,220410V,補償變壓器,Dalta 變換UPS的基本原理（一）,Dalta 變換UPS的基本原理（二）, 市電正常時，85能量有市電直接提供，15能 量有一個逆變器提供， 當市電異常時，100能量有電池提供。 無法解決市電上的諧波污染，比如：頻率 異常、浪涌、噪聲等，將直接輸入到重要負載。,整流,逆變,充電器,電池組,輸入EMI,輸出EMI,負載,市電,維修開關,旁路輸入空開,市電輸入空開,切換開關,1 2 3 4,功率

5、等級0.7-1500KVA左右,在線式UPS的基本原理（一）,不管電網(wǎng)電壓是否正常，輸出交流電壓都要經(jīng)過 逆變器，即逆變器始終處于工作狀態(tài)。,在線式UPS的基本原理（二）,四種架構UPS性能對比,二、UPS 原理,常見四種架構UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構,在主路市電正常時，UPS一方面通過整流器、逆變器給負載 在線提供高品質(zhì)交流電源；另一方面通過整流器為電池充電，將 能量儲存在電池中 ，如圖：,市電逆變工作模式：,當主路市電掉電或不正常時，系統(tǒng)自動無間斷地切換到電池 工作模式，由電池逆變出用戶所需的三相四線交流電源向負載供 電。市電恢復后系統(tǒng)

6、自動無間斷地恢復到正常工作模式 ，如圖：,電池逆變工作模式：,旁路工作方式有兩種，一種能自動恢復到正常工作模式；另一種需人工干預才能回到正常工作模式。 在逆變器過載延時時間到、逆變器受大負載沖擊等情況下，系統(tǒng)自動無間斷切換到靜態(tài)旁路電源向負載供電。 在UPS恢復正常后，系統(tǒng)自動恢復正常供電方式。 當用戶關機，或主路市電掉電（或不正常）且電池儲能耗盡，或發(fā)生嚴重故障等情況下，逆變器關閉，系統(tǒng)會停留在旁路工作模式。此后若需恢復到正常工作模式，則需要用戶重新開機，如圖：,靜態(tài)旁路工作模式：,需要對UPS電源及電池等進行全面檢修或設備故障需維修時，可以通過閉合維護開關Q3BP，將負載轉(zhuǎn)向維修旁路直接供

7、電，以實現(xiàn)對UPS不停電維護。維修需要斷開UPS內(nèi)部的主路、旁路輸入電源和電池輸入開關以及輸出開關，實現(xiàn)UPS內(nèi)部不帶電而對負載仍然維持供電的維修工作模式，如圖：,維修工作模式：,二、UPS 原理,常見四種架構UPS原理 在線式UPS工作模式 UPS主要模塊功能介紹 常見大型UPS原理架構,整流器：,功能 將市電AC電源轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的DC電源（直流穩(wěn)壓電源） 輸送足夠能量供給逆變器帶負載和給電池充電。 緩啟動/功率爬升。 主要組成 整流橋 中/小容量UPS采用二極管、IGBT、雙向SCR 中/大容量UPS采用SCR DC濾波電容 PFC功率因數(shù)校正電路,逆變器：,功能： 把整流器或電池送來的DC

8、電源變換成電壓穩(wěn)定（額定值1%） ，頻率穩(wěn)定（額定值1-2%，本機振蕩精度可達額定值0.05%） ，諧波含量少（THD5%，在峰值因數(shù)為3:1），干凈的再生正弦 波AC電源供給負載。允許DCV變化范圍：320V-490V。 組成： IGBT三相逆變橋 AC輸出濾波電容 輸出變壓器 控制邏輯電路,靜態(tài)開關：,功能 在發(fā)生以下情況時，無中斷地（同步）把負載電源轉(zhuǎn)接 到旁路電源：UPS輸出端發(fā)生過載、甚至短路、逆變器 故障（包括過溫，超/欠壓） 具有比逆變器更強過載能力（100%可達200ms） 組成 用SCR做成無觸點開關，在旁路和逆變器側各有一組。 正因為無觸點，開關整速度快，從而保證轉(zhuǎn)換無中斷

9、， 不會產(chǎn)生因電弧引起的高頻干擾，影響負載運行。,手動維修旁路,功能： 為在不中斷負載電源情況下，檢修UPS。 輔助觸點發(fā)出信號，禁止逆變器啟動。 組成： 加鎖的手動開關。 控制： 手動控制、嚴格按操作步驟，把負載從逆變器供電 轉(zhuǎn)到手動維修旁路及恢復逆變器供電。,電池,功能： 當市電中斷或超限時，供給逆變器能量（DC電源） 保證負載電源不會中斷。 組成： 閥控鉛酸電池（VRLA）全密封免維護電池。 電池柜或電池架 電池開關 安裝在電池柜內(nèi)或電池房內(nèi)溫度傳感器,UPS 基礎培訓,三、UPS 高可靠性的供電方案,適用范圍：中小功率機型 優(yōu)點： 價格便宜，安裝方式簡單可靠。 缺點： 從機電池壽命縮短

10、。 對單機抗階躍負載能力要求高。 沒有擴容能力。,市電,負載,主路,從機,旁路,從機輸出,方案一：主從機串聯(lián)“熱備份”方案,適用范圍：大功率機型 優(yōu)點： 多臺UPS平均分攤負載、可靠性高。 缺點： 控制電路復雜。成本高。 形式較多：直接并機（N+1)、并機柜方式(并機旁路柜） 、導航型方式、熱同步方式。,市電,負載,主機,從機,從機輸出,并機邏輯控制,方案二：直接并機型冗余供電,并聯(lián)的目的,1、可以組成很大容量的交流電源系統(tǒng)； 2、可以組成冗余系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可靠性； 3、可以靈活配置系統(tǒng)的容量，便于擴容，并降低用戶的初始投資； 4、系統(tǒng)具有很好的可維護性,并聯(lián)的基本條件：除并機系統(tǒng)各單機必須滿足機型和容量相同，軟件 和硬件版本需一致外，還需滿足以下條件：,電壓幅值相等 輸出濾波器參數(shù)一致 電壓頻率一致 控制系統(tǒng)穩(wěn)定 電壓相位一致 均流一致,方案二：直接并機型冗余供電,冗余并機 擴容并機,方案二：直接并機型冗余供